在一底面积为4m2的圆柱形深井底部,有一体积为2m3,密度为10×103kg/m3的贵重物体,现用如图21所示...
问题详情:
在一底面积为4m2的圆柱形深井底部,有一体积为2 m3,密度为10×103kg/ m3的贵重物体,现用如图21所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6 m / s的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa,(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,g取10N/kg)求:
(1)物体的重力;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度;
(4)物体未露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;
(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力。
【回答】
(1)G物=ρ物V物g =10×103kg/ m3×2 m3×10N/kg=2×105N (1分)
(2)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/ m3×10N/kg×2m3 =2×104N (1分)
(3)牵引车通过的路程: S=vt=0.6m/s×30s=18m (1分)
物体被提升的高度: h=S/n=18m/2=9m (1分)
(4)物体露出水面前,由平衡条件得:
F拉= G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N (1分)
(1分)
物体对绳子拉力的功率:P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W (1分)
(5)由 P=ρ水g h
得水面下降的深度: (1分)
此时,物体露出水面的体积:△V=S井△h=4 m2×0.25 m=1 m3
物体浸在水面下的体积:V浸= V物-△V=2 m3-1 m3=1 m3
物体受到的浮力:F/浮=ρ水gV浸=1.0×103kg/ m3×10N/kg×1m3 =1×104N (1分)
牵引车对绳子的拉力:
(1分)
知识点:滑轮
题型:计算题
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